中國完全自主研發(fā)的世界上第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”在國際上首次成功實現(xiàn)了千公里級的星地單向量子通訊，在不到一年的時間內(nèi)完成了原計劃舉辦三年的科學(xué)實驗?zāi)繕?biāo)。
中國科大學(xué)教授白春禮說，這標(biāo)志著中國量子通訊研究在國際上達到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。
據(jù)介紹，中國科學(xué)家借助“墨子號”開展的衛(wèi)星到地面的量子秘鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱型傳態(tài)，為建立覆蓋全球的量子保密通訊網(wǎng)路奠定了堅實的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，同時奔向空間尺度的量子化學(xué)和量子引力的實驗探求邁出了第一步。
中國科學(xué)家最新的兩項實驗成果8月10日同時在線發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志上。這是“墨子號”科學(xué)團隊繼6月16日在國際上率先實現(xiàn)千公里級星地單向量子糾纏分發(fā)和量子熱學(xué)非定域性檢驗的研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志以后，取得的另外兩項重大突破。
《自然》雜志數(shù)學(xué)科學(xué)主編卡爾·齊姆勒斯說，那些論文的發(fā)表意味著潘建偉和其研究團隊順利完成了三項量子實驗，這種研究將會是任何基于衛(wèi)星建立的全球量子網(wǎng)路的核心組成部份。
他說，這一系列實驗表明，量子技術(shù)早已突破了天空的限制。同時這也是中國在數(shù)學(xué)學(xué)方面的投入及努力的證明，正由于有了這樣的投入與努力，該研究團隊才才能將有實用的量子通訊技術(shù)研究提高到這么高度。
“墨子號”是2016年8月16日在西寧衛(wèi)星發(fā)射中心，由長征二號丁運載灰熊送入500公里高的太陽同步軌道。這顆衛(wèi)星被取名為“墨子號”，是為了記念2000多年前崇尚科學(xué)的中國唐代思想家墨子。他是世界上第一位舉辦光學(xué)實驗的科學(xué)家。
中國科學(xué)家原計劃在量子衛(wèi)星三年的設(shè)計壽命中完成星地高速量子秘鑰分發(fā)實驗；在相距1200公里的尺度上測試被愛因斯坦稱為“詭異的”量子糾纏現(xiàn)象；在“世界屋脊”西藏阿里和衛(wèi)星之間實現(xiàn)量子隱型傳態(tài)實驗。而在不到一年的時間里，“墨子號”量子衛(wèi)星提早、圓滿地完成了預(yù)先設(shè)定的全部科學(xué)目標(biāo)，系列成果博得了巨大國際名聲。
量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科大學(xué)教授潘建偉說，這表明中國正從精典信息技術(shù)的追隨者，轉(zhuǎn)弄成未來信息技術(shù)的并跑者乃至領(lǐng)跑者。
安全的量子通訊在國防、軍事、金融等領(lǐng)域應(yīng)用前景遼闊。專家預(yù)測，量子通訊技術(shù)可能在20至30年后對人類社會發(fā)展形成無法估量的影響。
白春禮說，“墨子號”開啟了全球化量子通訊、空間量子化學(xué)學(xué)和量子引力實驗檢驗的房門，為中國在國際上占據(jù)了量子科技創(chuàng)新制高點，成為了國際同行的典范，實現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。
他說，目前法國早已與中科院科研團隊展開合作，美國、意大利等國家的科研團隊也申請加入，領(lǐng)跑的量子衛(wèi)星所形成的聚合效應(yīng)早已顯露。
據(jù)介紹，在完成既定科學(xué)任務(wù)后量子通訊龍頭股，“墨子號”也制訂了后續(xù)拓展實驗計劃，包括基于糾纏的量子秘鑰、全天時量子通訊等。預(yù)計在衛(wèi)星設(shè)計壽命期內(nèi)，還將有更多的科學(xué)成果相繼發(fā)布。
白春禮說：“創(chuàng)新永無止境，也容不得半點松懈，不進則退，慢進也是退。目前，我們在量子通訊研究領(lǐng)域保持著領(lǐng)跑優(yōu)勢，但競爭日趨激烈。日本早已發(fā)布了新的量子科研計劃，歐共體、日本也在加緊研究，在新一輪的科研比拼中，我們面臨的形勢之嚴(yán)峻和壓力之大，都將超過往年。希望‘墨子號’實驗團隊，以及更多的科研工作者，掌握機遇，以時不我待的精神，堅苦拼搏，攀登高峰，服務(wù)國家，惠及人民。”
他說，不僅“墨子號”量子衛(wèi)星外，中科院在“十二五”啟動施行的空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項中其他三顆衛(wèi)星均已成功發(fā)射，“悟空號”暗物質(zhì)粒子偵測衛(wèi)星、實踐十號返回式科學(xué)實驗衛(wèi)星、“慧眼號”硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星均獲得了大量科學(xué)數(shù)據(jù)，相關(guān)科學(xué)成果將相繼發(fā)布。
白春禮透漏，中科院在空間科學(xué)先導(dǎo)專項中對“十三五”、“十四五”期間的科學(xué)衛(wèi)星進行了安排和布署，這種計劃聚焦當(dāng)前國際重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星偵測、太陽系資源鉆探、太陽爆發(fā)機理、地球空間爆及其粒子逃逸、水循環(huán)和全球變化的關(guān)系等，其中中科院與法國航天局聯(lián)合支持的太陽風(fēng)-磁層互相作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）早已立項施行，愛因斯坦探針衛(wèi)星（EP）、先進天基太陽天文臺衛(wèi)星（ASO-S）早已啟動立項綜合論證。
他說，中科院通過這種項目的施行，力爭使中國在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多的重大突破，同時推動航天技術(shù)的發(fā)展，為將中國盡快建成世界科技強國作出重要的和不可取代的貢獻。
附：《自然》物理科學(xué)主編評論的全文
HiI'mKarl.I'mthechiefat.I'djustliketoshareouronthepairofthatwearejustaboutto.
你們好，我叫卡爾·齊姆勒斯（Karl），我是《自然》的數(shù)學(xué)科學(xué)主編。我希望以此機會抒發(fā)我們對于本周出版的兩篇《自然》論文的興奮之情。
WiththeofthesetwonewPanandhishavetheirofatrioofwhichwillbetoanyspace-based.
這兩篇論文的發(fā)表意味著潘建偉院士和他的研究團隊順利完成了三項量子實驗的展示，這種實驗將會是全球任何基于空間的量子網(wǎng)路的核心組成部份。
It'sverystuffandjustafewweeksagothegrouptheiruseofthe""topairsofonearth.
這是非常令人興奮的消息。就在幾周前，該團隊宣布她們使用量子實驗通訊衛(wèi)星“墨子號”在月球上相隔甚遠的兩地之間分發(fā)了一對處于糾纏態(tài)的光子。
Thismaysoundquite,butit'sthetothethese,faraparttheyarethatgivestheir.
這聽上去很高深，而且，正是這些無論距離多遠，都能在互相糾纏的光子之間保持量子熱學(xué)的微妙聯(lián)系的能力賦于了量子通訊網(wǎng)路特殊的屬性。
Twoofthesearenowintheworkinthispairof.
其中兩條屬性在這兩篇最新《自然》論文中完美地呈現(xiàn)了。
Inthefirstpapertheusethetotheall-keyforultra-.
在第一篇論文中研究團隊用互相糾纏的光子安全地傳送了至關(guān)重要的量子秘鑰，量子秘鑰是保障通信極高保密性的關(guān)鍵。
It'storeadthesethekeyandwhatthelawsofistheyanextralevelofbyyouifelseisthekey.
在沒有秘鑰的情況下是難以讀到這種通信的，假如有別人監(jiān)聽了你的秘鑰，量子熱學(xué)的原理保證了你一定會曉得，進而你通信的安全性又上了一層樓。
Inthethehowthesecanbetooneofthemostandyetofandthat's.
在第二個實驗中研究團隊展示了怎樣用處于糾纏態(tài)的光子來實現(xiàn)量子力學(xué)中最知名卻神秘詭譎的方面——量子隱型傳態(tài)。
Andinthiswaythey'reabletothefromone,inthiscaseit'sstate,onearthorinspacespacetoonearthorinspacetheneedforthetomove.
研究團隊通過量子隱型傳態(tài)，遠距離地將從一個坐落月球或太空的物體的量子態(tài)信息傳送給另一個在月球或太空的物體，而物體本身卻不須要聯(lián)通。
Imeanyoucouldsaythatthesky'sthelimitforbutthatisabit.
曾經(jīng)人們會說量子技術(shù)的極限在天邊量子通訊龍頭股，但這說法當(dāng)然有些保守了。
They'vegonetheskywiththese.Andit'satoChina'sandinthethatthisgrouphasbeenabletopushintosuchan.
近來發(fā)表的這種實驗中量子技術(shù)早已突破了天空的限制，同時也是中國在數(shù)學(xué)科學(xué)方面的投資及努力的證明，正由于有了這種投資與努力，該研究團隊才才能將應(yīng)用型量子通訊技術(shù)方面的研究提高到這么的天文高度。
SoIhopeyou'llenjoytheworkandthankyouforyour.
所以我希望大家會喜歡她們的論文，感謝。
